JP5193627B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に具備した複合機等に用いられて、転写紙表面に画像転写紙した後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置に関する。
The present invention is used in a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multi-function machine functionally equipped with these, and is provided with an image forming apparatus provided with a cleaning device for cleaning the surface of an image carrier after the image is transferred onto the transfer paper surface. Relates to the device.
The present invention relates to an image forming apparatus.
従来から、複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に具備した複合機等の画像形成装置には、感光体上に形成された静電潜像を現像剤(トナー)によってトナー像として可視化した後、そのトナー像を中間転写ベルトに一次転写したうえで転写紙表面に二次転写するものが周知である。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine functionally equipped with these, an electrostatic latent image formed on a photoreceptor is visualized as a toner image by a developer (toner). Subsequently, it is well known that the toner image is first transferred onto an intermediate transfer belt and then secondarily transferred onto the surface of the transfer paper.
また、このような画像形成装置には、次の画像形成処理のために、二次転写後の中間転写ベルトの表面に、転写されずに残存してしまった残トナー等をクリーニングするクリーニング装置を配置したものも周知である。 In addition, such an image forming apparatus includes a cleaning device that cleans residual toner remaining without being transferred onto the surface of the intermediate transfer belt after the secondary transfer for the next image forming process. The arrangement is also well known.
このクリーニング装置は、中間転写ベルトの表面に接触するファーブラシ等のクリーニングブラシと、クリーニングブラシにクリーニングバイアスを印加する回収ローラと、回収ローラの表面とカウンタ方向で接触するクリーニングブレード(例えば、ゴム製)とを備えている。 This cleaning device includes a cleaning brush such as a fur brush that contacts the surface of the intermediate transfer belt, a recovery roller that applies a cleaning bias to the cleaning brush, and a cleaning blade that contacts the surface of the recovery roller in the counter direction (for example, made of rubber ).
これにより、中間転写ベルトの表面に残存した残トナークリーニングブラシによって静電気的に除去された後、回収ローラを経由して回収することができる(例えば、特許文献1参照)。
ところが、上述した画像形成装置に採用されるクリーニングブラシを用いて中間転写ベルトの表面をクリーニングするブラシクリーニング方式にあっては、例えば、像担持体としての中間転写ベルトにトルク変動を比較的与えない方式であり、クリーニングブラシを圧接離間させる清掃機構においては、特に、中間転写ベルトの速度変動に対する追従性という観点においては優れているものの、回収ローラとして金属ローラ等の導電性材料を使用した場合にクリーニングブラシと回収ローラとの接触部分において印字パターン依存の影響が見受けられる。 However, in the brush cleaning method for cleaning the surface of the intermediate transfer belt using the cleaning brush employed in the above-described image forming apparatus, for example, relatively little torque fluctuation is applied to the intermediate transfer belt as the image carrier. The cleaning mechanism that presses and separates the cleaning brush is particularly excellent in terms of following the speed fluctuation of the intermediate transfer belt, but when a conductive material such as a metal roller is used as the recovery roller. There is an influence depending on the print pattern at the contact portion between the cleaning brush and the collection roller.
例えば、導電性の回収ローラのシャフトにバイアスを印加し、以降、クリーニングブラシ→中間転写ベルト→対抗電極ローラへと電流パスを形成するシステムにおいては、常に残トナーが存在するような印字部分と残トナーが存在しない非印字部分とでは、トナーに含有するトナー外添剤等によるクリーニングブラシの汚れ程度が異なるため、クリーニングブラシと回収ローラとの間での長手方向(転写紙搬送方向と直交する幅方向)でのクリーニング電流の流れ方が大きく異なってしまう。 For example, in a system in which a bias is applied to the shaft of the conductive recovery roller and a current path is formed from the cleaning brush, the intermediate transfer belt, and the counter electrode roller, the printed portion and the remaining portion where residual toner always exists Since the degree of contamination of the cleaning brush by the toner external additive contained in the toner differs from the non-printing portion where no toner is present, the longitudinal direction between the cleaning brush and the collection roller (the width orthogonal to the transfer paper conveyance direction) The direction of the cleaning current in the direction is greatly different.
これにより、非印字部分では必要以上に過電流が発生してしまううえ、この過電流により回収ローラの表面とクリーニングブラシとの間で所望の回収電位差が得られなくなるばかりでなく、クリーニングブラシに付着した残トナーへの電荷注入によってトナーが逆極性化してしまうという現象が起きる。 As a result, overcurrent occurs more than necessary in the non-printing area, and this overcurrent not only prevents the desired recovery potential difference between the surface of the recovery roller and the cleaning brush, but also adheres to the cleaning brush. A phenomenon occurs in which the toner is reversed in polarity due to the charge injection into the remaining toner.
さらに、このトナーが逆極性化すると、静電気力によってクリーニングブラシから回収ローラへと残トナーを回収することができず、クリーニングブラシに大量の残トナーが蓄積してしまい、クリーニングブラシのクリーニング性能の著しい低下や、中間転写ベルトへの残トナー再付着といった問題が生じていた。 Further, when this toner is reversed in polarity, the residual toner cannot be collected from the cleaning brush to the collecting roller by electrostatic force, and a large amount of residual toner accumulates on the cleaning brush, so that the cleaning performance of the cleaning brush is remarkable. There have been problems such as reduction and residual toner reattachment to the intermediate transfer belt.
そこで、過電流の発生を防止するため、回収ローラに印加するバイアスを低く設定することが考えられるが、この場合には印字部分でのクリーニング電流が不足してしまい、結果的に中間転写ベルトからクリーニングブラシへのトナー回収性能、即ち、クリーニング性能が低下してしまうという新たな問題が発生する。 Therefore, in order to prevent the occurrence of overcurrent, it is conceivable to set the bias applied to the collecting roller low. In this case, however, the cleaning current in the printing portion is insufficient, and as a result, the intermediate transfer belt There arises a new problem that the toner recovery performance to the cleaning brush, that is, the cleaning performance is deteriorated.
また、この場合は、回収ローラへの回収トナー量が減るために、クリーニングブレードと回収ローラとの密着性が高まり、クリーニングブレードの押圧力によっては回収ローラの駆動トルクが大きくなってしまい、メカジッタを発生し易いという問題がある。 In this case, since the amount of toner collected on the collecting roller is reduced, the adhesion between the cleaning blade and the collecting roller is increased, and the driving torque of the collecting roller is increased depending on the pressing force of the cleaning blade, and mechanical jitter is reduced. There is a problem that it is likely to occur.
さらに、クリーニングブレードと回収ローラとのニップ部付近には、残トナーよりも小粒径で硬度の高いシリカ等のトナー外添剤が存在することがあるが、このトナー外添剤等がニップ部に進入すると、回収ローラの表面に強く押しつけられることによって摩擦が発生し、回収ローラの表面を磨耗させ、回収ローラの表面抵抗が全体的或いは部分的に低下してしまうという問題も生じていた。 Further, there may be a toner external additive such as silica having a smaller particle diameter and higher hardness than the remaining toner near the nip portion between the cleaning blade and the collecting roller. When entering, the friction is generated by being strongly pressed against the surface of the collecting roller, and the surface of the collecting roller is worn, resulting in a problem that the surface resistance of the collecting roller is reduced entirely or partially.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、回収ローラの表面を低摩擦・高硬度とすることができ、しかも必要なクリーニング電流を確保することができ、よってクリーニング性能を向上することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, in consideration of the above circumstances, the present invention can make the surface of the collecting roller low in friction and high in hardness, and can secure a necessary cleaning current, thereby improving the cleaning performance. An object is to provide a forming apparatus.
本発明の画像形成装置は、トナー像を転写紙に転写する像担持体の表面に残存する転写後の残トナーを除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記像担持体の表面と接触して残トナーを前記像担持体の表面から除去する導電性繊維からなるクリーニングブラシと、該クリーニングブラシで除去した残トナーを前記クリーニングブラシから静電的に回収する回収ローラと、フッ素樹脂を主成分として表面抵抗率1.0E+8〜1.0E+12Ω/□となるように前記回収ローラの表面に形成された抵抗層と、前記回収ローラで回収した残トナーを掻き落とすトナー掻取部材と、を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus provided with a cleaning device that removes residual toner after transfer remaining on the surface of an image carrier that transfers a toner image onto a transfer paper, and is in contact with the surface of the image carrier. A cleaning brush made of conductive fibers for removing the residual toner from the surface of the image carrier, a recovery roller for electrostatically collecting the residual toner removed by the cleaning brush from the cleaning brush, and a fluororesin. A resistance layer formed on the surface of the collecting roller so as to have a surface resistivity of 1.0E + 8 to 1.0E + 12Ω / □ as a component, and a toner scraping member that scrapes off residual toner collected by the collecting roller. It is characterized by.
この際、前記抵抗層の摩擦係数が0.2以下に設定するのが好ましい。また、前記抵抗層の厚みを20±4μmとするのが好ましい。 At this time, the friction coefficient of the resistance layer is preferably set to 0.2 or less. The resistance layer preferably has a thickness of 20 ± 4 μm.
また、前記抵抗層の材料成分にはフィラーが添加されるのが好ましく、このフィラーには、チタン酸カリウムウィスカー又は針状酸化チタンが用いられるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that a filler is added to the material component of the resistance layer, and potassium titanate whisker or acicular titanium oxide is preferably used as the filler.
さらに、前記抵抗層には、その表面に酸化スズ系導電剤からなる導電性フィラーが分散コーティングされているのが好ましい。 Furthermore, it is preferable that a conductive filler made of a tin oxide conductive agent is dispersedly coated on the surface of the resistance layer.
本発明の画像形成装置は、回収ローラの表面を低摩擦・高硬度とすることができ、しかも必要なクリーニング電流を確保することができ、よってクリーニング性能を向上することができる。 The image forming apparatus of the present invention can make the surface of the collecting roller low in friction and high in hardness, and can secure a necessary cleaning current, thereby improving the cleaning performance.
次に、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置及び画像形成装置について、図面を参照して説明する。 Next, a cleaning device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の一例の説明図、図2は本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置の要部の断面図である。 FIG. 1 is an explanatory view of an example of an image forming apparatus provided with a cleaning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the cleaning device in the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. .
[画像形成装置の全体構成]
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ1は、図示しないコンピュータ等に接続されており、そのコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてフルカラー画像を転写紙に転写・定着するものである。尚、プリンタ1は、図1の右側がオペレータが操作する正面側となっている。
[Entire configuration of image forming apparatus]
As shown in FIG. 1, a printer 1 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a computer or the like (not shown), and generates a full-color image based on image information sent from the computer or the like. Transfer and fix on transfer paper. The right side of the printer 1 is the front side operated by the operator.
プリンタ1は、表面に静電潜像が形成される感光体2と、現像器ユニットとしての回転現像装置本体3と、露光装置としてのレーザユニット4と、補充用トナーを収容したトナーコンテナ5と、トナーコンテナ5に収容した補充用トナーを回転現像装置本体3に供給するトナー補給部材6と、中間転写ユニット7と、二次転写ローラ8と、定着装置9とを有している。
The printer 1 includes a
[感光体2の構成]
感光体2は、プリンタ1の内部略中央に回転自在に設けられ、その回転軸はプリンタ1の正面側から幅方向に延びるように、即ち、図1の紙面奥行き方向に延びるように設けられている。また、感光体2の上部には、感光体2の表面を一様に帯電するための帯電ローラ10が設けられている。さらに、感光体2の側方には、感光体2の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置11が設けられている。
[Configuration of Photoreceptor 2]
The
[回転現像装置本体3の構成]
回転現像装置本体3は、感光体2に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するものであり、感光体2に隣接して、その回転中心が感光体2の回転中心と略同じ高さ位置になるように設けられている。また、回転現像装置本体3は、その全体が感光体2の回転中心軸線と平行な軸線回りに回転自在な円筒形状を呈し、図示しないモータやギアを含む駆動系によって回転される。さらに、回転現像装置本体3は、本実施の形態では4等分割されて色(例えば、イエロー(Y)・マゼンダ(M)・シアン(C)・ブラック(K))のトナーに対応する4つの現像器12が設置可能となっている。
[Configuration of Rotating Developing Device Body 3]
The rotary developing device
各現像器12は、それぞれ略同様の構成であり、感光体2に対向配置可能な現像ローラ13等が設けられている。また、各現像器12は、トナーコンテナ5とは離間して配置されており、これにより、回転現像装置本体3のトナー収容スペースは小さく、現像器12の小型化を図っている。さらに、現像器12は、回転現像装置本体3に対してそれぞれ着脱可能となっており、現像器12のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。
Each developing
尚、各現像器12には、トナーコンテナ5から補給用トナーを現像器12の内部に補給するために、現像器12の外形を構成するトナーケース14の外周面にトナー補給部材6の先端が臨むようにスリット等(図示せず)を形成したゴム等の弾性材料からなるトナー補給部(図示せず)が設けられている。
Each of the developing
[レーザユニット4の構成]
レーザユニット4は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体2を走査露光するものであり、感光体2の上方に配置されている。また、レーザユニット4の内部には、図示を略するレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等の公知の構成を備えている。さらに、レーザユニット4のレーザ光路の前方には、反射ミラー15が設けられており、レーザユニット4から発射されたレーザ光は、この反射ミラー15によって屈曲されて感光体2の表面に照射されるようになっている。
[Configuration of Laser Unit 4]
The laser unit 4 scans and exposes the
[トナーコンテナ5の構成]
トナーコンテナ5は、回転現像装置本体3の各現像器12に対応して補給用トナーを収容しているものであり交換可能となるようにプリンタ1に着脱可能に設置されている。また、トナーコンテナ5は、プリンタ1の一方の側面から他方の側面側に向って(図1の紙面奥行き方向に向って)にイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色の補給用トナーを収容した4つのトナーコンテナ5が独立して並列配置されている。
[Configuration of Toner Container 5]
The toner container 5 stores replenishment toner corresponding to each developing
[トナー補給部材6の構成]
トナー補給部材6は、トナーコンテナ5に収容された各色のトナーを、対応する現像器12に供給するためのものであり、感光体2の上方において、レーザユニット4とトナーコンテナ5との間のスペースに配置されている。また、トナー補給部材6は、上下方向に移動可能にトナーコンテナ5と同数配置されており、図1の紙面奥行き方向にずれた位置で各現像器12内に臨むことで補給用トナーを現像器12に補給することができる。
[Configuration of Toner Supply Member 6]
The toner replenishing member 6 is for supplying the toner of each color stored in the toner container 5 to the corresponding developing
尚、各現像器12に供給される補給用トナーには、無機酸化物微粒子である、酸化チタン・酸化ケイ素・酸化亜鉛・酸化アルミニウム・シリカ等の少なくとも一つがトナー外添剤として含有されている。
The replenishing toner supplied to each developing
[中間転写ユニット7の構成]
中間転写ユニット7は、感光体2に形成された各色のトナー画像が無端状の中間転写ベルト16に順次一次転写されるものであり、感光体2及びトナーコンテナ5の下方に配置されている。この中間転写ベルト16は、離間して配置された駆動ローラ17及び従動ローラ18,19の間に掛け渡されている。また、中間転写ベルト16の感光体2と対向する部分は、一次転写ローラ20によって感光体2に当接するように構成されている。尚、従動ローラ18は、本実施の形態では中間転写ベルト16の緊張状態を維持するためのテンションローラの機能を具備している。また、中間転写ベルト16は、回転現像装置本体3の下方に配置されたクリーニング装置21によってクリーニングされる。
[Configuration of Intermediate Transfer Unit 7]
The intermediate transfer unit 7 sequentially transfers the toner images of the respective colors formed on the
駆動ローラ17は、感光体2と回転現像装置本体3との接触部の略真下に配置され、その中心は回転現像装置本体3の最下端よりもさらに下方に位置している。そして、図示しないモータ及びギアを含む駆動部によって駆動されるようになっている。
The
従動ローラ18は、トナーコンテナ5のプリンタ1正面側の底部に近接して配置されており、その高さ位置は略感光体2と同じ位置である。
The driven roller 18 is disposed close to the bottom of the toner container 5 on the front side of the printer 1, and the height position thereof is substantially the same as that of the
一次転写ローラ20は感光体2の下方に設けられ、これにより、中間転写ベルト16の所定範囲が感光体2に当接されている。
The
[二次転写ローラ8の構成]
二次転写ローラ8は、中間転写ベルト16に転写された画像を、搬送されてきた転写紙に二次転写するためのものであり、駆動ローラ17の下方に対向配置されている。そして、この二次転写ローラ8には、図示しない電圧印加手段によって、転写紙に対して画像転写のためのバイアス電圧が印加されている。
[Configuration of Secondary Transfer Roller 8]
The
[定着装置9の構成]
定着装置9は、転写紙上に転写されたトナー(画像)を溶融定着するために転写紙の表裏から加熱・加圧するものであり、回転現像装置本体3の下方でプリンタ1の背面寄りに配置されている。この定着装置9は、ハロゲンヒータ等の熱源22の発熱によって加熱する定着ローラ23と、定着ローラ23に圧接する加圧ローラ24とを備えている。
[Configuration of Fixing Device 9]
The fixing
[搬送経路の構成]
プリンタ1の底部には、図示を略する転写紙を収納する給紙カセット25が設けられている。そして、この給紙カセット25に収納された転写紙は給紙部26から取り出されて排出口27に至る搬送経路28へと搬送され、その搬送過程にて上述した画像転写・定着処理が施される。尚、給紙カセット25は、転写紙の交換や補給等のためにプリンタ1の正面側から引き出し可能とされている。
[Configuration of transport route]
A
また、プリンタ1の側面には、起倒可能な手差トレイ29が設けられており、この手差トレイ29に転写紙を装着することも可能となっている。手差トレイ29に装着された転写紙は、手差給紙部30から取り出されて搬送経路28に合流され、その搬送過程にて上述した画像転写・定着処理が施される。
Further, a
さらに、搬送経路28の二次転写ローラ8よりも上流側には、給紙部26又は手差給紙部30から取り出された転写紙の先端と中間転写ベルト16とのタイミング調整のためのレジストローラ対31が設けられ、搬送経路28の定着装置9よりも下流側には、両面印刷処理のために定着済みの転写紙をレジストローラ対31よりも搬送経路28の上流側へと反転搬送する反転経路32が設けられている。この際、反転するための転写紙は、一旦、排出口27付近にまで搬送された後、転写紙後端が搬送経路28において反転経路32の上流口よりも下流側へと搬送された後、スイッチバックローラ33の反転によって反転経路32へと送り込まれる。
Further, on the upstream side of the
[画像形成動作]
上記の構成において、プリンタ1に電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着装置9の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、このプリンタ1に接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
[Image forming operation]
In the above configuration, when the printer 1 is turned on, various parameters are initialized, and initial settings such as setting the temperature of the fixing
尚、この画像形成動作中においては、トナー補給部材6は回転現像装置本体3から離間して上方の待避位置に移動させられている。
During the image forming operation, the toner replenishing member 6 is moved away from the rotary developing device
先ず、帯電ローラ10によって感光体2が帯電された後、感光体2に対してレーザユニット4により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体2に静電潜像が形成される。
First, after the
次に、回転現像装置本体3が回転されて、対応する色の現像器12が感光体2に対向させられる。この状態で、感光体2の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。
Next, the rotary developing device
現像された画像は、中間転写ベルト16に転写され、以上の動作を各色毎に順次繰り返すことによって、中間転写ベルト16上にフルカラー画像が形成される。尚、感光体2に残留した残トナー等は、ドラムクリーニング装置11により清掃されて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。
The developed image is transferred to the
一方、給紙部26によって取り出された給紙カセット25の最上位に位置する転写紙は、レジストローラ対31によって中間転写ベルト16上の画像形成位置とでタイミング合わせを行ったうえで二次転写ローラ8へと搬送される。
On the other hand, the transfer paper positioned at the uppermost position of the
二次転写ローラ8は中間転写ベルト16に当接しているため、二次転写ローラ8に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト16上に形成されたフルカラー画像が転写紙に転写された後、定着装置9に案内され、この定着装置9による加熱・加圧によって画像が転写紙に定着される。
Since the
定着後の転写紙は、片面印刷の場合にはスイッチバックローラ33を経由してそのまま排出口27から排出される。また、両面印刷の場合には、スイッチバックローラ33により反転経路32へとスイッチバックされ、レジストローラ対31よりも搬送経路28の上流側へと戻され後、転写紙の裏面側に画像形成処理を行ったうえで排出口27から排出される。
The fixed transfer sheet is discharged from the
また、転写後の中間転写ベルト16に残留した残トナー等は、バイアスクリーニング方式を採用したクリーニング装置21によって除去された後、図示しない廃トナー容器に廃棄される。
Residual toner remaining on the
[クリーニング装置21]
以下、本発明のクリーニング装置21の具体例を説明する。
[Cleaning device 21]
Hereinafter, specific examples of the
クリーニング装置21は、図2に示すように、中間転写ベルト16の表面と接触するように多数のブラシ繊維(導電性)を芯金に巻き付けた円筒状の静電ファーブラシ等からなるクリーニングブラシ34と、クリーニングブラシ34に所定量食込ませてクリーニングブラシ34で掻き取った残トナーを回収する回収ローラ35と、回収ローラ35の表面とカウンタ接触して回収ローラ35で回収した残トナーを掻き取るトナー掻取部材としてのクリーニングブレード36と、クリーニングブレード36で掻き取った残トナー等を廃トナーコンテナへと搬送するスパイラル37とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
クリーニングブラシ34は、例えば、6ナイロン等の樹脂性のブラシ繊維(フィラメント)を高密度に植設した長尺の織布を螺旋状に巻き付け接着してロール状に形成したもので、ブラシ繊維に潤滑剤としてフッ素系樹脂粉体(例えば、三菱油化カイナー500等)を予め塗布しておいても良い。
The cleaning
また、クリーニングブラシ34は、所定の食い込み量(A)で中間転写ベルト16の表面に接触している。尚、この食い込み量(A)の定義は、中間転写ベルト16が存在しなかった場合、クリーニングブラシ34のブラシ繊維先端部が中間転写ベルト16内へ入り込む最大値として定義する。
Further, the cleaning
本発明において、食い込み量(A)は、1±0.2mmに設定しているが、ブラシ繊維の長さの半分以下までであれば特に問題はない。尚、クリーニングブラシ34の食い込み量(A)は、0.5〜1.5mmの範囲内に設定するのが好ましい。
In the present invention, the biting amount (A) is set to 1 ± 0.2 mm, but there is no particular problem as long as it is up to half the length of the brush fiber. The amount of biting (A) of the cleaning
中間転写ベルト16とクリーニングブラシ34との接触点において、中間転写ベルト16とクリーニングブラシ34の線速度比は0.5〜2.0(カウンター方向)の範囲内にあることが望ましい。
At the contact point between the
これは、線速差が小さすぎるとクリーニング不良が発生し易く、大きすぎるとトナー飛散が発生し易いためである。 This is because if the linear velocity difference is too small, cleaning failure tends to occur, and if it is too large, toner scattering tends to occur.
一方、クリーニングブラシ34は、図2の矢印で示すように、中間転写ベルト16の回転方向と逆方向に回転し、その接触部分における線速度比は1.1に設定されている。この際、線速度比は、0.8〜1.20の範囲内に設定するのが好ましい。
On the other hand, the cleaning
また、クリーニングブラシ34は、所定の食い込み量(B)を持って回収ローラ35に接触している。回収ローラ35は、例えば、ステンレス製の円柱体からなり、クリーニングブラシ34の回転方向と逆方向に回転し、クリーニングブラシ34の各ブラシ繊維に付着した残トナー等を回収ローラ35側に電気的に回収する。
Further, the cleaning
回収ローラ35に対するクリーニングブラシ34の食い込み量(B)は、例えば、回収ローラ35がなかったとした場合、クリーニングブラシ34のブラシ繊維先端部が回収ローラ35に入り込む最大値として定義し、本実施の形態例ではβ=1.0±0.2mmに設定している。尚、好ましい食い込み量(B)の値として、0.5〜1.5mmの範囲内に設定するのが望ましい。
The amount of biting (B) of the cleaning
また、食い込み量(A)と食い込み量(B)との関係においては、
(A)≦(B)
とするのが好ましく、
(A)>(B)
とした場合には、クリーニングブラシ34のブラシ繊維間に残トナーが溜まり易くなる。
In addition, in the relationship between the bite amount (A) and the bite amount (B),
(A) ≤ (B)
Is preferable,
(A)> (B)
In this case, residual toner tends to accumulate between the brush fibers of the cleaning
尚、クリーニングブラシ34は、中間転写ベルト16との相対的位置を可変としても、固定としても構わないが、圧接離間が必要な構成においてクリーニングブラシ34と中間転写ベルト16の相対的位置は可変となる。
The cleaning
例えば、クリーニングブラシ34は、回収ローラ35の回転軸を中心に回動可能な軸受アーム39を介して揺動可能に支持されている。軸受アーム39は、図示を略すバネやカムを介して回動し、これにより、クリーニングブラシ34が中間転写ベルト16に対して圧接・離間することができるようになっている。尚、バネは、常時は中間転写ベルト16側にクリーニングブラシ34を押圧するように付勢設定されており、必要に応じてカムを回転させることでクリーニングブラシ34を中間転写ベルト16に圧接・離間させることができる。
For example, the cleaning
さらに、クリーニングブラシ34の両端軸受(図示せず)は、回収ローラ35の回転軸に対して回動可能な軸受アーム39によって相対位置が一定であるため、常にクリーニングブラシ34を回収ローラ35に対して食い込み量(B)で食い込ませることができる。
Further, since the relative positions of both end bearings (not shown) of the cleaning
また、回収ローラ35の軸受は、片側が導電性軸受となっており、この導電性軸受を通して回収ローラ35にバイアスが印加されるようになっている。この際、クリーニングブラシ34の軸受は非導電性とされ、回収ローラ35に印加したバイアスにロスが発生し難く、クリーニングバイアスとして作用できるようになっている。
Further, the bearing of the
本実施の形態では、回収ローラ35の駆動ローラ(図示せず)が導電性を有しており、クリーニング対向電極としての役割を果たしている。尚、駆動ローラは接地されている。クリーニング電流は回収ローラ35から導電性のクリーニングブラシ34を通して中間転写ベルト16から駆動ローラに流れるようになっている。クリーニングブラシ34の抵抗を最適にすることで、中間転写ベルト16とクリーニングブラシ34、またクリーニングブラシ34と回収ローラ35との間で必要十分な電界を形成することができる。
In the present embodiment, the drive roller (not shown) of the
[クリーニングブラシ34]
以下、具体的なクリーニングブラシ34の構成を説明する。
[Cleaning brush 34]
Hereinafter, a specific configuration of the cleaning
ブラシ繊維の太さ:1〜6デニールの太さであることが望ましい。 Thickness of brush fiber: It is desirable that the thickness is 1 to 6 denier.
ブラシ繊維の材料:6−ナイロンや12−ナイロン等のナイロン系、ポリエステル系、アクリル系が好ましい。また、導電性を付与するためにカーボンブラックを添加している。 Brush fiber material: Nylon such as 6-nylon and 12-nylon, polyester, and acrylic are preferred. Carbon black is added to impart conductivity.
ブラシ電気特性:ブラシ体積抵抗値が1.0E+5〜1.0E+9Ωの範囲に設定することが好ましい。また、導電性を付与するために、カーボンブラックを添加している。 Brush electrical characteristics: It is preferable to set the brush volume resistance value in the range of 1.0E + 5 to 1.0E + 9Ω. In addition, carbon black is added in order to impart conductivity.
[回収ローラ35]
以下、具体的な回収ローラ35の構成を説明する。
[Recovery roller 35]
Hereinafter, a specific configuration of the
回収ローラ35の表面には、フッ素樹脂を主成分とする表面抵抗率が1.0E+8〜12Ω/□である抵抗層35aが形成されている。
On the surface of the
このフッ素樹脂を主成分とする抵抗層35aは、その表面摩擦係数を低く維持することができるうえ、クリーニングブレード36の押圧力を上げても、回収ローラ35の駆動トルクを低く設定することができ、よってメカジッタが発生し難くい設定されている。
The
また、回収ローラ35の表面摩擦係数が低いほど、ブレードニップでのすり抜け等が起こり難く、回収ローラ35の表面の摩耗が発生し難く設定されている。
Further, the lower the surface friction coefficient of the
尚、摩擦係数としては、0.2以下とすることによりトルク上昇が抑制され、ブレードニップでのすり抜けも一層発生し難くすることができる。 Note that when the friction coefficient is set to 0.2 or less, an increase in torque can be suppressed, and slippage at the blade nip can be further prevented from occurring.
また、抵抗層35aは、その厚みが薄すぎると磨耗により抵抗値のバラツキが大きくなってしまい、その厚みが厚すぎると膜厚のバラツキが大きくなる。さらに、回収ローラ35の摩擦係数が大きい(0.2を超える)と、クリーニングブレードにすり抜けが発生して磨耗が著しく加速(一気に磨耗)してしまう虞がある。
Further, if the thickness of the
また、導電剤としては、カーボン導電ではなく金属酸化物系による導電剤の方が好ましく、表面の耐磨耗性を向上させ且つ表面硬度を高く維持するためにフィラー等を添加しても良い。 The conductive agent is preferably a metal oxide based conductive agent rather than carbon conductive, and a filler or the like may be added to improve surface wear resistance and maintain high surface hardness.
このフィラーとしては、チタン酸カリウムウィスカーや針状酸化チタンが用いられ、その表面に酸化スズ系導電剤をコートした導電性フィラーが好ましい。 As this filler, potassium titanate whisker or acicular titanium oxide is used, and a conductive filler whose surface is coated with a tin oxide-based conductive agent is preferable.
また、抵抗層35aの表面粗Raは1.0μm以下とするのが好ましい。これは、Raが1.0μmより大きくなると、クリーニングブレード36の磨耗が悪くなり、回収ローラ35でのすり抜けの発生要因となってしまうからである。
Further, the surface roughness Ra of the
(評価・測定)
上述した構成のクリーニングブラシ34並びに回収ローラ35を用い、H/H環境下(30℃、80%RH)、L/L環境下(10℃、15%RH)のそれぞれにおいて、連続印字100,000枚を実施し、クリーニング性を評価した。
(Evaluation / Measurement)
Using the cleaning
尚、クリーニング性の評価としては、A4用紙で幅2cm、長さ28cmのベタ100%画像を連続印字した時の中間転写ベルト16の残トナー濃度を測定した。
For the evaluation of the cleaning property, the residual toner density of the
この際、測定方法は、中間転写ベルト16の残トナーの測定として、クリーニング装置21を通過した後の中間転写ベルト16の残トナーを透明テープで剥ぎ取り、白紙上に貼り付け、X−Rite 310TR(エックスライト社製透過濃度測定装置)を用いて透過濃度(TD)を測定した。
At this time, as a measurement of the residual toner on the
尚、本実施例においては、その透過濃度が0.05未満で可、0.05以上で不可と評価する。 In this example, it is evaluated that the transmission density is less than 0.05 and is not possible when it is 0.05 or more.
また、以下の評価・測定は、実施例1,2及び比較例1,2とし、各例においてクリーニングブラシ34の条件は下記に示すように同じであり、環境・回収ローラ35・中間転写ベルト16の条件及び評価を図3に示す。
In the following evaluation and measurement, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are used. In each example, the conditions of the cleaning
(クリーニングブラシ34)
ブラシ繊維材質:6−ナイロン(導電繊維)
クリーニングブラシ径:14mm
フィラメント密度:18,600フィラメント/cm2
フィラメント太さ:6デニール
を用いて画像形成処理を実行し、クリーニング装置21を通過した後の中間転写ベルト16における残トナー濃度(透過濃度)TDを測定。
(Cleaning brush 34)
Brush fiber material: 6-nylon (conductive fiber)
Cleaning brush diameter: 14mm
Filament density: 18,600 filaments / cm 2
Filament thickness: An image forming process is executed using 6 denier, and the residual toner density (transmission density) TD in the
このように、本発明の画像形成装置によれば、回収ローラ35にフッ素樹脂を主成分として表面抵抗率1.0E+8〜1.0E+12Ω/□の抵抗層35aを設けることによって、回収ローラの表面を低摩擦・高硬度とすることができ、しかも必要なクリーニング電流を確保することができ、よってクリーニング性能を向上することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をロータリ方式の4色フルカラープリンタに適用して説明したが、例えば、6色カラープリンタでも良いし、タンデム方式のフルカラープリンタでも良い。また、複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に具備した複合機のように、画像形成装置全般(特に、フルカラー)に適用することができることは勿論である。 In the above embodiment, the image forming apparatus of the present invention is applied to a rotary four-color full-color printer. However, for example, a six-color printer or a tandem full-color printer may be used. Needless to say, the present invention can be applied to all image forming apparatuses (particularly, full color) such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multi-function machine functionally equipped with these.
1…プリンタ(画像形成装置)
21…クリーニング装置
34…クリーニングブラシ
35…回収ローラ
35a…抵抗層
36…クリーニングブレード(トナー掻取部材)
1 ... Printer (image forming apparatus)
21 ...
Claims (6)
前記像担持体の表面と接触して残トナーを前記像担持体の表面から除去する導電性繊維からなるクリーニングブラシと、該クリーニングブラシで除去した残トナーを前記クリーニングブラシから静電的に回収する回収ローラと、フッ素樹脂を主成分として表面抵抗率1.0E+8〜1.0E+12Ω/□となるように前記回収ローラの表面に形成された抵抗層と、前記回収ローラで回収した残トナーを掻き落とすトナー掻取部材と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus provided with a cleaning device for removing residual toner after transfer remaining on the surface of an image carrier that transfers a toner image to transfer paper,
A cleaning brush made of conductive fibers that contacts the surface of the image carrier and removes residual toner from the surface of the image carrier, and residual toner removed by the cleaning brush is electrostatically collected from the cleaning brush. The collecting roller, the resistance layer formed on the surface of the collecting roller so as to have a surface resistivity of 1.0E + 8 to 1.0E + 12Ω / □ mainly composed of fluororesin, and the residual toner collected by the collecting roller are scraped off. An image forming apparatus comprising: a toner scraping member.
The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the filler is a conductive filler obtained by coating a surface of potassium titanate whisker or acicular titanium oxide with a tin oxide-based conductive agent.
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